Die Struktur der Hoch Endopolyploiden Kerne Im Endosperm von Zea Mays, Das Auffallende Verhalten Ihrer Nucleolen und Ihr Endopolyploidiegrad

Summary

The endopolypoid nuclei in the endosperm of Zea mays (8 inbred lines and 5 hybrids, 2+1 were investigated intensively) throughout contain strands of chromatin, which are composed of endochromosomes having chromomeric constitution. Some of the strands join laterally and most of them cannot be recognized individually. Inserted within them are endopolyploid knobs of compact heterochromatin or assemblages of heterochromomeres.

In the lines WF 9 and M 14, the hybrid WF 9 x M 14 and obviously in the others the largest nuclei are 192 n and exceptionally 384 n.

Nuclei of M 14 most likely having the same degree of polyploidy as those of WF 9 seem to contain less chromatin and even within WF 9 there are similar variations; probably they result from different spiralization.

The different lines also show specific differences concerning the secondary nucleoli; these are nucleoli developing with endopolyploidization side by side with the main nucleoli at the three endo-nucleolar-organizing-bodies; WF 9 shows them in more nuclei, in higher frequency and in larger dimensions than M 14. In M 14 on the contrary more vacuoles (=free nucleoli) are ejected from the nucleoli and this happens more often; small additional nucleoli are also more abundantly inserted in the chromatin-strands. The hybrid behaves intermediately concerning the secondary nucleoli, more like M 14 concerning inserted and free nucleoli and similar to WF 9 in expulsion of vacuoles.

Staining with methylgreen-pyronin and treatment with ribonuclease show the different nucleoli including the ejected vacuoles to contain RNA.

Zusammenfassung

Die endopolyploiden Kerne des Endosperms von Zea mays enthalten bei 3 eingehend und 10 stichprobenartig untersuchten Sippen durchgehend Chromatinstränge, die sich aus den perlschnurartig gebauten Endochromosomen zusammensetzen. Sie stehen zum Teil netzartig miteinander in Verbindung, so daß sie nicht individuell als Riesenchromosomen kenntlich sind. In ihren Verlauf schalten sich die endomitotisch herangewachsenen „knobs” in Form kompakter Endochromozentren oder±dichter Ansammlungen von Heterochromomeren ein.

Die Endopolyploidisierung führt bei den drei Sippen WF 9, M 14 und WF 9 X M 14 und offenbar auch bei den zehn anderen bis zu 192-Ploidie, ausnahmsweise zu 384-Ploidie.

Die Kerne von M 14 erscheinen bei höchstwahrscheinlich gleicher Polyploidiestufe im allgemeinen ärmer an Chromatin als die von WF 9, und auch innerhalb dieser Sippe gibt es analoge Schwankungen kleineren Ausmaßes. Sie beruhen vermutlich auf Spiralisierungseffekten.

Sippenspezifische Unterschiede bestehen auch im Vorkommen von Sekundärnucleolen, kleineren Nucleolen, die dicht neben den Hauptnucleolen an den drei „endo-nucleolar-organizing bodies” entstehen und bei WF 9 häufiger, in höherer Zahl und größeren Dimensionen als bei M 14 auftreten. Bei der Sippe M 14 werden dagegen häufiger und gehäuft Vacuolen aus den Nucleolen ausgestoßen (=freie N.); auch finden sich reichlicher als bei WF 9 zusätzliche kleine Nucleolen in den Chromatinsträngen eingeschaltet oder an ihnen angeheftet (=festsitzende N.). Der Bastard nimmt bezüglich der Sekundärnucleolen eine Mittelstellung zwischen den Elternsippen ein; bezüglich der freien und festsitzenden Nucleolen verhält er sich ähnlich wie M 14, bezüglich der Protuberanzen ähnlich wie WF 9.

Die verschiedenartigen Nucleolen—einschließlich der in Ausstoßung begriffenen Nucleolusvacuolen—enthalten RNS, was sich aus der Methylgrün-Pyroninfärbung, kombiniert mit Ribonuclease-Behandlung ergibt.